Electrosíntesis direccional de ácido adípico y ciclohexanona mediante el control de los sitios activos en NiOOH

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los ácidos dicarboxílicos (por ejemplo, ácido adípico) y las cetonas cíclicas (por ejemplo, ciclohexanona) son productos químicos industriales vitales.
• La electrosíntesis ofrece una ruta prometedora para su producción, pero faltan catalizadores eficientes y comprensión mecánica.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos catalizadores para la electrosíntesis del ácido adípico y la ciclohexanona.
• Para aclarar los mecanismos de reacción subyacentes a estos procesos de electrosíntesis.

Principales métodos:

• Preparación de catalizadores monolíticos NiOOH-NiO2/NF mediante la autodisolución, el crecimiento de la interfaz y la activación electroquímica.
• Caracterización de la estructura del catalizador, incluidas las arquitecturas tridimensionales tipo cuboideas de nanohojas de NiOOH interconectadas.
• Estudios experimentales y teóricos combinados para investigar la actividad catalítica y las vías de reacción.

Principales resultados:

• Se obtiene un rendimiento del 96,5% de ciclohexanona (CHN) a partir de la deshidrogenación del ciclohexanol (CHA).
• Se obtiene un rendimiento del 93,6% de ácido adípico (AA) a partir de la oxidación de CHN.
• Se ha demostrado que las especies de Ni³⁺ y de peróxido (*OOH) en las vacantes de oxígeno (O_V) son clave para promover tanto la deshidrogenación de CHA como la oxidación de CHN.

Conclusiones:

• Los catalizadores NF desarrollados promueven efectivamente la electrosíntesis de productos químicos de alta pureza.
• Las perspectivas mecanicistas revelan los roles cruciales de Ni3+ y las vacantes de oxígeno en la actividad catalítica.
• Este trabajo presenta una estrategia viable para la electrosíntesis dirigida de compuestos industriales esenciales.